Nghiên cứu đặc điểm địa chất – địa kỹ thuật các trầm tích holocen khu vực quận hải an – hải phòng phục vụ phát triển cơ sở hạ tầng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ******* Nguyễn Thị Dung NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT – ĐỊA KỸ THUẬT CÁC THÀNH TẠO TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC QUẬN HẢI AN - HẢI

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

*******

Nguyễn Thị Dung

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT – ĐỊA KỸ THUẬT CÁC THÀNH TẠO TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC QUẬN HẢI AN - HẢI PHÒNG PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN

CƠ SỞ HẠ TẦNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội, 2015

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

*******

Nguyễn Thị Dung

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT – ĐỊA KỸ THUẬT CÁC THÀNH TẠO TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC QUẬN HẢI AN - HẢI PHÒNG PHỤC VỤ PHÁT TRIỂN

CƠ SỞ HẠ TẦNG

Chuyên ngành: Địa chất học

Mã số: 60440201

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Đỗ Minh Đức

Hà Nội, 2015

LỜI CẢM ƠN

Luận văn được hoàn thành trong sự cố gắng của bản thân học viên, được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của PGS.TS Đỗ Minh Đức – Khoa Địa chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN Nhân dịp này, học viên xin bày tỏ lòng biết

ơn sâu sắc đến Thầy hướng dẫn

Trong quá trình nghiên cứu, học viên luôn nhận được sự hỗ trợ về cơ sở tài liệu, số liệu của các đơn vị: công ty cổ phần kỹ thuật nền móng và công trình ngầm FECON, Xí nghiệp Địa kỹ thuật – công ty cổ phần tư vấn thiết kế công trình xây dựng Hải Phòng Đặc biệt là sự quan tâm và giúp đỡ của lãnh đạo công ty cổ phần

tư vấn Địa kỹ thuật ALPHA về trang thiết bị thí nghiệm hiện đại nơi học viên đã từng công tác Qua đây học viên cũng xin chân thành cảm ơn những sự hỗ trợ quý báu đó

Học viên xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các giảng viên, cán bộ khoa Địa chất, cũng như các cán bộ của Phòng Sau Đại học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã tận tâm giảng dạy, giúp đỡ và tạo điều trong suốt quá trình học tập của học viên

Học viên cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới bạn bè, đồng nghiệp và người thân đã hết lòng động viên, giúp đỡ về các vấn đề học thuật, đóng góp những

ý kiến thiết thực, cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi và hỗ trợ trong cuộc sống và công việc trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu

Học viên

MỤC LỤC

Chương 1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI QUẬN HẢI AN 9

1.2 Điều kiê ̣n kinh tế – xã hô ̣i quâ ̣n Hải An 10

2.1 Tổng quan lịch sử nghiên cứu trầm tích Holocen khu vực quâ ̣n Hải

An

15

2.2.1 Phương pháp nghiên cứu đi ̣a chất – đi ̣a ma ̣o 18

Chương 3 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT TRẦM TÍCH HOLOCEN KHU VỰC

3.4.3 Trầm tích nguồn gốc sông – biển – đầm lầy 41

Chương 4 CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA KỸ THUẬT TRONG PHÁT TRIỂN CƠ SỞ

HẠ TẦNG QUẬN HẢI AN

45

4.1.1 Đă ̣c điểm đi ̣a kỹ thuâ ̣t trầm tích hê ̣ tầng Thái Bình 46 4.1.2 Đă ̣c điểm đi ̣a kỹ thuâ ̣t trầm tích hê ̣ tầng Hải Hưng 51 4.2 Các vấn đề về phát triển hạ tầng quâ ̣n hải An trong mối liên quan với

trầm tích Holocen

53

4.2.1 Hiện tra ̣ng phát triển cơ sở ha ̣ tầng quâ ̣n Hải An 53 4.2.2 Các vấn đề phát triển cơ sở ha ̣ tầng quận Hải An 57

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.2 Sơ đồ tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp 23 Hình 2.3 Sơ đồ tính lún theo phương pháp tính lún nhanh 25

Hình 3.3 Mô hình cơ chế thành tạo bồn trầm tích Đệ tứ Hải Phòng 31

Hình 3.4 Sơ đồ một số yếu tố địa động lực hiện đại ở Hải Phòng 33 Hình 3.5 Sơ đồ địa chất và khoáng sản thành phố Hải Phòng 36 Hình 3.6 Sơ đồ vị trí các tuyến mặt cắt trong khu vực nghiên cứu 37 Hình 4.1 Sơ đồ quy hoạch phân khu quận Hải An đến năm 2025 53 Hình 4.2 Mặt cắt địa chất công trình tại Đình Vũ 59

Hình 4.3 Kết quả phân tích ổn đi ̣nh đất đắp trên nền đất yếu 63

DANH MỤC ẢNH

Ảnh 3.2 Trầm tích sét xám vàng, xám nâu loang lổ 40 Ảnh 3.3 Trầm tích Holocen nguồn gốc amb ta ̣i Đình Vũ 43

Ảnh 3.4 Trầm tích Holocen khu vực bị ảnh hưởng của triều 43

Ảnh 3.5 Hệ sinh thái rừng ngâ ̣p mă ̣n ta ̣i bãi triều Đình Vũ 44 Ảnh 4.1 Hiện trạng mă ̣t đường QL5 bị hằn lún trên đường Nguyễn

Bỉnh Khiêm

55

Ảnh 4.2 Hiện trạng mă ̣t đường QL5 bi ̣ hằn lún trên đường ra cảng Đình

Vũ

55

Ảnh 4.4 Hai ngôi nhà chống nghiêng bằng những thanh sắt lớn trên

đường Lê Hồng Phong

57

Ảnh 4.5 Xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm ta ̣i Đình Vũ 64

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 4.1 Tương quan kiểu trầm tích – địa kỹ thuật của trầm tích

Holocen

45

Bảng 4.2 Tính chất cơ lý các trầm tích nguồn gốc sông biển hệ tầng

Thái Bình

48

Bảng 4.3 Tính chất cơ lý các trầm tích nguồn gốc sông - biển – đầm

lầy hệ tầng Thái Bình

50

Bảng 4.4 Tính chất cơ lý các trầm tích nguồn gốc biển hệ tầng Hải

Hưng

52

Bảng 4.5 Đă ̣c điểm trầm tích Holocen khu vực bán đảo Đình Vũ 58 Bảng 4.6 Bảng tính lún cho công trình nhà ở 3 tầng 60 Bảng 4.7 Bảng tính lún cho công trình nhà ở 3 tầng (tiếp) 61

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Quận Hải An thuộc một phần của đồng bằng châu thổ sông Hồng, là một trong 4 quận trung tâm và là quận nằm ven biển của thành phố Hải Phòng Quận Hải An có tuổi tương đối trẻ (được thành lập từ 2002) so với lịch sử phát triển của thành phố Hải Phòng nhưng quận lại có lợi thế về vị trí địa lý, hệ tầng giao thông thuận lợi cả về đường bộ, đường thủy và đường hàng không đã mang lại cho quận rất nhiều ưu thế để phát triển mạnh về kinh tế Trong định hướng quy hoạch và xây dựng của quận ngay từ khi thành lập đó là phát triển quận theo hướng hiện đại phù hợp với xu hướng phát triển tất yếu của một đô thị hiện đại Trong những năm qua việc xây dựng và phát triển cơ sở hạ tầng đã và đang diễn ra nhằm thực hiện mục tiêu trở thành một đô thị hiện đại trong tương lai Tất cả các công trình được xây dựng đều tác động trực tiếp lên tầng trầm tích Holocen một trầm tích được thành tạo trẻ nhất trong Đệ tứ Do đó việc nghiên cứu một cách có hệ thống và chi tiết các đặc điểm địa chất, đi ̣a kỹ thuâ ̣t của trầm tích Holocen phục vụ cho việc xây dựng cơ sở

hạ tầng để bảo vệ chúng được ổn định với thời gian là việc làm rất quan trọng và cần thiết Nhưng từ trước cho đến nay trong khu vực này các nghiên cứu về trầm tích Holocen phục vụ việc phát triển cơ sở hạ tầng còn rất hạn chế do đó việc lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm Địa chất - Địa kỹ thuật các trầm tích Holocen khu vực quận Hải An, Hải Phòng phục vụ phát triển cơ sở hạ tầng” là việc rất cần thiết cho khu vực quận Hải An, Hải Phòng trong giai đoạn hiện nay

2 Mục tiêu nghiên cứu

Đề tài đặt ra nhằm làm sáng tỏ đặc điểm địa chất – địa kỹ thuật của các trầm tích Holocen khu vực quận Hải An, Hải Phòng nhằm phục vụ phát triển bền vững

cơ sở hạ tầng

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu xác định các trầm tích Holocen có mặt trong khu vực quận Hải

An

- Nghiên cứu đặc điểm các trầm tích Holocen tại khu vực nghiên cứu

- Nghiên cứu các tính chất Địa kỹ thuật của trầm tích Holocen và mối liên quan đến vấn đề phát triển cơ sở hạ tầng

4 Cơ sở tài liệu

Học viên đã thu thập một số lượng tài liệu phong phú liên quan tới vùng nghiên cứu với các đề tài, giáo trình, bài báo của nhiều tác giả liên quan Cùng với việc tham khảo các tài liệu, học viên đã khảo sát thực địa, thu thập mẫu thực

tế, phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm, đồng thời xử lý số liệu mẫu thí nghiệm xác định các tính chất cơ lý của 361 mẫu nguyên trạng trong 31 hố khoan sâu của 6 công trình thuộc khu vực nghiên cứu

5 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu và phần kết luận, luận văn gồm 4 chương:

Chương 1: Điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội quận Hải An

Chương 2: Lịch sử và phương pháp nghiên cứu

Chương 3: Đặc điểm địa chất trầm tích Holocen khu vực quận Hải An

Chương 4: Các vấn đề Địa kỹ thuật trong phát triển cơ sở hạ tầng quận Hải

An

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng việt

1 Nguyễn Văn Cư (2006), Bãi bồi ven biển cửa sông Bắc Bộ Việt Nam, Viện khoa

học và công nghệ Việt Nam, Hà Nội

2 Nguyễn Đức Cự, Nguyễn Chu Hồi, Trần Đình Lân (1996), “Đặc điểm trầm tích và

cấu trúc bãi triều vùng Hải Phòng – Quảng Yên”, Tài nguyên và môi trường biển, II,

tr 71 – 75

3 Nguyễn Địch Dỹ, Trần Đức Thạnh và nnk (2010), “Hiện trạng chất lượng trầm tích

tầng mặt vùng ven bờ Hải Phòng”, Tạp chí khoa học và công nghệ biển, 3(T10), tr 33

– 52

4 Nguyễn Địch Dỹ, Mai Thanh Tân (2003), “Biến động đường bờ khu vực ven biển

Hải Phòng”, Tạp chí các khoa học về trái đất, 25/3, tr 240 – 247

5 Nguyễn Đức Đại (1996), Điều tra địa chất đô thị thành phố Hải Phòng, lưu trữ

trung tâm thông tin lưu trữ Địa chất, Hà Nội

6 Tiêu chuẩn quốc gia (2011), TCVN 8868 – 2011, thí nghiệm xác định sức kháng cắt không cố kết, không thoát nước và cố kết – thoát nước của đất dính trên thiết bị nén ba trục, tài liệu lưu trữ tại công ty cổ phần tư vấn Địa kỹ thuật Alpha, Hà Nội

7 Tiêu chuẩn quốc gia (2005), TCVN 4054 : 2005, Đươ ̀ ng ô tô – yêu cầu thiết kế, tài liệu lưu trữ tại công ty cổ phần tư vấn Địa kỹ thuật Alpha, Hà Nội

8 Nguyễn Thị Yên Giang, Đỗ Thị Tính, Trương Xuân Luận, Phan Thiện (2006),

“Một số kết quả nghiên cứu, ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lí và viến thám trong nghiên cứu đánh giá những biến động môi trường địa chất hiện đại tại khu

vực cửa Ba Lạt (Nam Định) và cửa Bạch Đằng (TP Hải Phòng)”, Tạp chí Địa Chất,

293, tr 55 – 63

9 Trần Minh Huyền, Nguyễn Đình Hòe (1996), “Các tai biến địa chất tiềm ẩn ở vùng

đất ven biển Hải Phòng”, Tạp chí địa chất, 233, tr 29 – 34

10 Hoàng Ngọc Kỷ (1999), Bản đồ địa chất và khoáng sản Việt Nam tờ Hải Phòng (F – 48 – XXIX) tỉ lệ 1: 200.000, Cục địa chất và khoáng sản Việt Nam, Hà Nội

11 Vũ Quang Lân (1995), “Phương pháp xử lý các kết quả phân tích độ hạt và khoáng

vật trầm tích Đệ tứ”, Tập san bản đồ Địa chất, tr 50 -57

12 Doãn Đình Lâm (2002), Lịch sử tiến hóa trầm tích Holocene châu thổ sông Hồng,

dự thảo luận án tiến sĩ Địa chất, trường đại học khoa học tự nhiên – ĐHQGHN, Hà Nội

13 Bùi Thị Loan, “Phương pháp tính lún nhanh của nền đất yếu dưới tác dụng của tải trọng nền đường đắp”Báo cáo khoa học trường Đại học Giao thông Vận tải

14 V.Đ.Lôtađze (1978), Địa chất công trình thạch luận công trình, nhà xuất bản Đại

học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội

15 Vũ Công Ngữ, Nguyễn Thái (2006), Thí nghiệm đất hiện trường và ứng dụng trong phân tích nền móng, nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, Hà Nội

16 Trần Nghi (chủ biên) (2005), Địa chất biển, nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà

Nội

17 Trần Nghi (2010), Trầm tích luận trong địa chất biển và dầu khí, nhà xuất bản Đại

học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội

18 Trần Nghi (2003), Trầm tích học, nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội

19 Trần Nghi, Ngô Quang Toàn (1991), “Đặc điểm các chu kỳ trầm tích và lịch sử

tiến hóa địa chất đệ tứ đồng bằng sông Hồng”, Tạp chí địa chất, 206 – 207 (9-12), tr

65 – 77

20 Phan Hồng Quân (2006), Cơ học đất, nhà xuất bản xây dựng, Hà Nội

21 Trần Đức Thạnh (1999), “Địa tầng Holocene và cấu trúc bãi triều ven bờ Hải

Phòng”, Tạp chí các khoa học về trái đất, 21 (3), tr 197 – 206

22 Trần Đức Thạnh (1996), “Nhận xét bước đầu về khả năng ảnh hưởng của sự dâng

cao mực nước biển đến môi trường ven bờ Hải Phòng”, CTNC Địa chất và Địa lý biển, 2, tr 321 – 327

23 Trần Đức Thạnh, Nguyễn Chu Hồi, Đinh Văn Huy và nnk (1996), “ Một số kết quả ứng dụng tư liệu viễn thám trong nghiên cứu dải ven bờ ở phân viện Hải dương học tại

Hải Phòng”, Tài nguyên và môi trường biển, III, tr 93 – 103

24 Trần Đức Thạnh, Nguyễn Chu Hồi, Đinh Văn Huy (1996), “Sự phát triển đường bờ

ở khu vực Hải Phòng – Quảng Yên trong Holocene qua nghiên cứu các hệ đê cát cổ”,

tài nguyên và môi trường biển, II, tr 61 – 65

25 Trần Đức Thạnh, Nguyễn Chu Hồi (1996), “Những vấn đề về môi trường liên quan

đến các hoạt động kinh tế vùng ven biển Hải Phòng – Quảng Ninh”, Tài nguyên và môi trường biển, III, tr 154 – 163

26 Trần Đức Thạnh, Nguyễn Chu Hồi, Nguyễn Đình Hòe, Nguyễn Cẩn (1996), “Hoạt động đứt gãy vùng Hải Phòng – Quảng Yên”, Tài nguyên và môi trường biển, II, 54 –

60

27 Vũ Thị Thu Thủy (2013), Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS nghiên cứu tai biến xói lở, bồi tụ đới ven biển Hải Phòng, luận văn thạc sĩ Địa chất học, trường đại

học khoa học tự nhiên – ĐHQGHN

28 Ngô Quang Toàn (1993), Địa chất và khoáng sản tỷ lệ 1: 50000 thành phố Hải Phòng, lưu trữ trung tâm thông tin lưu trữ Địa chất, Hà Nội

29 Trần Văn Trị, Vũ Khúc (đồng chủ biên) và nnk (2009), Địa chất và tài nguyên Việt Nam, nhà xuất bản Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Hà Nội

30 UBND quận Hải An (2015), Báo cáo tóm tắt kế hoạch sử dụng đất năm 2015 quận

31 Trần Văn Việt (2004), Cẩm nang dùng cho kỹ sư Địa kỹ thuật, nhà xuất bản xây

dựng, Hà Nội

Tiếng anh

32 ASTM D 2166, Standard test method for unconfined compressive strength of cohesive soil, tài liệu lưu trữ tại công ty cổ phần tư vấn Địa kỹ thuật Alpha, Hà Nội

33 ASTM D 2435, Standard test method for one – dimentional consolidation properties of soils using incremental loading, tài liệu lưu trữ tại công ty cổ phần tư vấn

Địa kỹ thuật Alpha, Hà Nội

34 ASTM D 2850, Standard test method for Unconsolidated-Undrained Triaxial Compression Test on Cohesive Soils, tài liệu lưu trữ tại công ty cổ phần tư vấn ĐKT

Alpha, Hà Nội

35 ASTM D 4767, Standard test method for consolidated undrained triaxial compression test for cohesive, tài liệu lưu trữ tại công ty cổ phần tư vấn Địa kỹ thuật

Alpha, Hà Nội

36 Doãn Đình Lâm & W.E.Boyd (2000), “Holocene coastal stratigraphy and a model for the sedimentary development of the Hải Phòng area in the red river delta, north

Việt Nam”, Tạp chí Địa chất, 15 – 16, tr 18 - 28